Естественнонаучная картина мира. Часть 1. Естествознание – комплекс наук о природе

Одинцова Наталия

Например, слово «атом» (от гр. неделимый) введено в обиход Демокритом еще в V в. до н.э. Он создал атомистическое учение, предположив, что все окружающие тела состоят из неделимых частиц – атомов, а весь окружающий нас мир можно свести к различным сочетаниям атомов и пустоты. Не правда ли, звучит весьма современно?

Хотя надо учитывать, что сами атомы Демокрит представлял как объекты, которые различаются тремя свойствами: «фигурой», «размером» и «поворотом». Например, «I» отличается от «II» размером, «I» от «III» – фигурой, а «III» от «IV» – поворотом (рис. 1.3). А все многообразие различных тел он объяснял сочетанием этих свойств. Например, тело, состоящее из круглых и небольших по размеру атомов – сладкое, а из гладких, косых и малых по величине – горьким,

что, конечно, не соответствует современным представлениям.

Рис. 1.3. Атомы Демокрита

Важнее другое: философ фактически впервые применил метод модельной гипотезы, в ходе которого на основе определенных свойств вещества предлагается модель его внутреннего строения, позволяющая описать новые свойства. Вот как позднее (в I в. до н.э.) образно описывал этот метод Лукреций Кар в своей знаменитой поэме «О природе вещей» (перевод с латинского Ф. Петровского):

«И наконец, на морском берегу, разбивающем волны,Платье сыреет всегда, а на солнце вися, оно сохнет;Видеть, однако, нельзя как влага на нем оседает,Да и не видно того, как она исчезает от зноя.Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,Что недоступны они совершенно для нашего глаза.Так и кольцо изнутри, что долгое время на пальцеНосится, из году в год становится тоньше и тоньше;Капля за каплей долбит, упадая, скалу; искривленныйПлуга железный сошник истирается в почве;И мостовую дорог, мощеную камнями, видимСтертой ногами толпы; и правые руки у статуйБронзовых возле ворот городских постепенно худеютОт припадания к ним проходящего мимо народа.Нам очевидно, что вещь от стиранья становится меньше,Но отделение тел, из нее каждый миг уходящих,Нашим глазам усмотреть запретила природа ревниво».

Родоначальником натурфилософии считают древнегреческого философа Аристотеля (рис. 1.4). Он известен как воспитатель Александра Македонского и основатель философской школы – Ликея (или Лицея). Аристотель разработал учение, охватывающее самые разнообразные аспекты природных явлений и жизни общества и суммирующее все современные ему знания о мире. В основе этого учения, которое господствовало почти две тысячи лет, предложенный Аристотелем метод рассуждений, которому он обучал своих учеников – формальная логика.

Свои идеи Аристотель изложил в труде, который назвал «Органон», поскольку считал, что логика является органоном (инструментом) мышления. Формальная логика включает ряд законов, следуя которым можно получать верные умозаключения. Термин «формальная» означает, что логические рассуждения изучаются в отрыве от их наполнения конкретным содержанием. Ключевое понятие в ней – силлогизм (от гр. умозаключение). Это вид рассуждений, в котором из двух суждений-посылок, вытекает третье суждение – вывод. При этом посылки связаны общим «средним термином». Аристотель сформулировал основной принцип силлогизма: «Когда одно сказывается о другом, как о подлежащем, то всё, что говориться о сказуемом будет говориться и о подлежащем». Классический пример: «Все люди смертны. Сократ – человек. Сократ смертен». В нем «средним термином» является понятие «человек». Оно позволяет связать воедино две посылки и вывести заключение о смертности Сократа.

Рис. 1.4.

Аристотель (384-322 гг. до н.э.)

Формальная логика в преобразованном и расширенном виде (ее называют символическая или математическая логика) активно используется и в современной науке. Однако одно из заблуждений Аристотеля послужило существенным тормозом в дальнейшем развитии естествознания на протяжении почти двух тысяч лет, когда господствовало его учение. Он считал, что в исследовании природы истинное знание можно получить умозрительным методом.

Кратко суть этого метода можно выразить формулой: «Наблюдение плюс формальная логика равно достоверный вывод». Сам метод имел огромное значение для формирования натурфилософской картины мира. Однако в нем не было очень важного и привычного нам сегодня элемента – эксперимента. Результатом применения этого метода стали такие естественнонаучные заблуждения как «Движимое движется» и «Тяжелые тела падают быстрее легких». Прошло более полутора тысяч лет, прежде чем они были опровергнуты Г. Галилеем и И. Ньютоном.

Этап застоя в развитии естествознания. Этот этап приходится на Средние века, с которыми ассоциируются главенство религии и костры инквизиции. Естествознание сосредоточилось в лабораториях алхимиков и астрологов. Заметим, что на тот момент это не были лженауки, с их помощью было сделано немало открытий. Европейскую науку того времени называют «схоластика» (от греческого – школьный) – наука, в которой никакая мысль не может быть принята, если она не подкреплена ссылками на авторитеты (прежде всего богословские авторитеты). Это, конечно, тормозило развитие научного знания. Отсюда и название – этап застоя, хотя оно условно и применимо, в первую очередь к европейской науке в период раннего и среднего средневековья.

Научное лидерство из Европы переместилось на Ближний и Средний Восток. В VII—X вв. было создано и процветало единое арабское государство – Арабский халифат. Ученые в этом государстве имели высокий статус. Согласно Корану, чернила ученого также драгоценны, как и кровь мученика, павшего за веру. Но при этом, если науки говорят о том, что есть в Коране, то они излишни, а если о том, чего нет, то они вредны. Поэтому развивалось в основном прикладное знание.

Так, естествоиспытатель аль-Бируни (X в.) измерил плотности различных веществ с помощью изготовленного им прибора и подробно описал свойства более 50 минералов, руд, металлов, сплавов. 45 сочинений он посвятил астрономии. Аль-Бируни рассмотрел гипотезу о движении Земли вокруг Солнца, объяснил фазы Луны (рис. 1.5). В ходе астрономических наблюдений он установил угол наклона эклиптики к экватору, рассчитал радиус Земли, описал изменение окраски Луны при лунных затмениях и солнечную корону при солнечных затмениях.

Рис. 1.5. Иллюстрация из книги аль-Бируни (различные фазы Луны)

Больших успехов достигла медицина того времени. Огромный вклад в развитие средневековой медицины внес Авиценна (X – XI в.). В 5-томном труде «Канон врачебной науки» собраны сведения по фармакологии, дано подробное описание анатомии человека, установлены характерные признаки многих болезней.

Переходный этап. В конце средних веков (эпоха Возрождения) в европейской науке было сделано много величайших открытий, изменивших картину мира того времени: в частности, установлено, что Земля – шар, и что она не является центром Вселенной (гелиоцентрическая система Коперника). Великие географические открытия (путешествия Х. Колумба, Васко де Гамы, Ф. Магеллана и др.) позволили определить очертания большей части суши.